KR101527753B1 - 펠릿 보일러 - Google Patents

Abstract

배출되는 연소열을 냉각시켜 배출시킴으로 주변환경 오염을 줄일 수 있도록 한 펠릿 보일러에 관한 것이다.
본 발명 보일러는 흡입휀(119)을 통하여 연소열이 제1하우징(101)을 통하여 제2하우징(111)으로 경유되도록 함으로써 냉수를 예열하여 공급함으로써 보일러의 연소효율을 증진시키고, 노즐(121)을 통하여 토출된 연소열을 냉각수의 표면에 접하면서 1차 냉각시키고 배기통로(129)를 경유하면서 2차 냉각시켜 배기관(122)을 통하여 냉각상태로 배기시킴으로써 환경오염을 줄일 수 있게 한다.

Description

펠릿 보일러{A pellet boiler}

본 발명은 폐열을 회수하여 예열 급수함으로써 열효율이 증진된 펠릿 보일러에 관한 것으로써, 특히 보일러의 열효율을 증진시키고 배출되는 연소열을 냉각시켜 배출시킴으로 주변환경 오염을 줄일 수 있도록 한 펠릿 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 케이싱(10)의 일측에 연도(11)를 형성함과 아울러, 상/하부에 증기 배출관(27)이 형성된 상부 헤더(증기실)(12a)와 급수관(28)이 형성된 하부 헤더(수실)(12b)를 일정 간격을 두고 배치하고, 상기 상/하부 헤더(12a)(12b)에 수직 수관(13a)(13b)을 동심원 상으로 연결하여 환상의 연소가스 통로(15b)를 두고 내/외측 수관벽(14a)(14b)을 형성한 것이다.

또한, 상기 내측 수관벽(14a)의 내부에 연소 가스 통로(15a)를 두고 원통형의 열전달 촉진판(17)을 설치하여 연소실(16)을 형성함과 아울러 상기 열전달 촉진판(17) 및 수관벽(14a)(14b)에 개구부(18a)(18b)(18c)를 상기 연도(11)에 연통되게 형성한 것이다.

그리고 하부 헤더(12b)에 토출 수단(20)을 설치하는 바, 상기 토출 수단(20)은 상기 하부 헤더(12b)의 측벽에 1개의 배출관(21)을 수평으로 설치하고, 상기 배출관(21)에 밸브(23)를 설치하며, 상기 배출관(21)은 하수관 등에 연결하는 것이다.

상기 보일러는 버너 설치부(26)에 설치한 버너(미도시)에서 분사된 연료가 연소실(16)에서 연소되어 그 화염은 개구부(18a), 연소가스 통로(15a), 개구부(18b), 연소가스 통로(15b) 및 개구부(18c)를 경유하여 연도(11)로 배출될 때 전열면인 상/하부 헤더(12a)(12b) 및 수직 수관으로 형성한 수관벽(14a)(14b)을 가열함으로써 증발된 증기가 상부 헤더(12a)에 모이고, 상기 상부 헤더(12a)에 모인 증기는 증기배출관(27)을 경유하여 필요한 용도에 공급된 후 응축되어 급수관(28)을 통하여 보일러에 되돌리는 것이다.

그런데 상기와 같은 보일러는 연소실에서 연소되어 열이 관수로 전달되고 약 200℃이상의 고온의 배기가스는 연도(11)를 통하여 그대로 대기로 방출되게 되므로 보일러의 열 효율이 낮은 문제점이 있다.

또한, 버너가 연소실(16)의 상부측에 설치된 관계로 하향식 연소 계통이어서 상방에서 아래방향으로 분사되는 연소가스가 연소실에 전 가열과정에서 최대한으로 머물도록 유도함으로써 열효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있으나, 케이싱(10)의 하측에 연도(11)가 연결됨으로써 연소실(16)내의 연소 분진의 배출이 어려워 수관(13a)(13b)의 외면에 분진등이 축적됨으로써 장기간 사용시에는 열효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 고열의 배기가스 및 분진 등이 그대로 대기중으로 배출됨으로써 환경오염에도 영향을 미치는 문제점이 있다.

특허등록 제10-1042564호 실용신안 공고번호 제1981-0002258호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 연소열을 회수하여 예열 급수함으로써 보일러의 열효율을 증진시킬 수 있도록 한 펠릿 보일러를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 배출되는 폐열을 냉각하여 배기되도록 하고, 또한 폐열 가스중에 포함된 분진을 포집하여 배기되도록 함으로써 환경오염을 줄일 수 있도록 한 펠릿 보일러를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 제1하우징의 상/하에 환상의 하부 수실과 상부 증기실을 일정 간격을 두고 배치하고, 상기 하부 수실과 상부 증기실에 복수의 내측관과 외측관들이 동심원상으로 연결되고, 상기 내측관의 내측에 개구가 형성된 중공형의 제1전열관을 설치하고, 상기 제1전열관의 중공에 펠릿의 연소열을 제공하는 펠릿 보일러에 있어서,

상기 제1하우징의 하측에 상기 제1전열관의 중공에 펠릿의 연소열을 공급하는 연소실이 형성되고, 상기 제1하우징의 상측에 상기 연소열이 배출되는 연도가 형성되며,

상측에 상기 연도가 연결되고 하측에 상기 연소열이 배출되는 배출관이 형성된 통형의 제2하우징과, 상기 제2하우징의 내측 하부 위치에서 상기 배출관의 상측에 마련되며 냉수가 공급되는 환형의 급수조와, 상기 급수조에 냉수를 공급하는 제1공급관과, 상기 제2하우징의 내측 상부에 상기 급수조와 대향되게 마련되는 환형의 공급조와, 상기 급수조와 공급조를 상호 연결하며 동심원상으로 배열되는 복수의 예열관과, 상기 예열관들의 내측에 배치되고 상단과 하단이 각각 상기 공급조와 급수조에 고정되며 열기가 통과되는 개구가 형성된 중공형의 제2전열관과, 상기 공급조와 상기 하부 수실을 연결하는 제2공급관과, 상기 배출관에 연결되어 상기 제1,2하우징 내의 열기 및 분진을 흡입하여 배출시키는 흡입휀과, 상기 배출관을 통하여 배출되는 열기를 냉각시키고 분진을 포집시키는 냉각수단을 구비하며,

삭제

상기 냉각수단은 상부에 공간부가 형성되도록 냉각수가 저장되고 상면부에 상기 공간부와 연통되는 배기관이 형성된 냉각수조와, 상기 배출관의 단부에 결합되고 복수의 토출공이 형성되며 상기 냉각수의 수면에 근접하여 상기 공간부에 마련되는 확관된 노즐과, 상기 노즐과 배기관 사이에 배치되고 냉각수조의 내부 하면에 일정간격으로 고정되어 상단부가 상기 공간부에 자유단으로 위치되는 복수의 하부격벽과, 상기 각 하부격벽 사이에 배치되어 냉각수조의 내부 상면에 고정되고 하단부가 상기 공간부에 자유단으로 되는 복수의 상부격벽을 구비하여서, 상기 공간부에 상기 상부격벽과 하부격벽 사이에 배기통로가 형성되고,

삭제

상기 제2하우징의 하부에는 열교환시에 발생되는 응축수가 배출되는 응축수관이 구비되고, 상기 응축수관이 상기 냉각수조에 연결되어서 응축수가 상기 노즐 표면에 낙하되어 열기에 의해 가열된 노즐이 냉각되도록 된 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 본 발명 펠릿 보일러는 상기 냉각수조의 내부 하면에 공기방울을 발생시키는 버블발생기를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

첫째, 본 발명 보일러는 흡입휀(119)을 통하여 연소열이 제1하우징(101)을 통하여 제2하우징(111)으로 경유되도록 함으로써 냉수를 예열하여 공급함으로써, 보일러의 연소효율을 증진시킨다.

둘째, 노즐(121)을 통하여 토출된 연소열을 냉각수의 표면에 접하면서 1차 냉각시키고 배기통로(129)를 경유하면서 2차 냉각시켜 배기관(122)을 통하여 냉각상태로 배기시킴으로써 환경오염을 줄일 수 있게 한다.

세째, 냉각수조(120)에 제2하우징(111)내에서 발생되는 응축수를 응축수관(130)을 통하여 냉각수조(120)로 유입시키되, 응축수를 노즐(121) 표면에 낙하시켜 연소열에 의해 가열된 노즐(121)이 냉각되도록 함으로써, 연소열의 냉각효율을 증진시킨다.

네째, 노즐(121)의 각 토출공(121a)을 통하여 토출된 펠릿 연소열 중에 포함된 분진등이 냉각수에 포집시킴으로써 분진에 따른 환경오염을 줄일 수 있게 할 뿐만 아니라, 버블발생기(128)에서 발생된 공기방울이 냉각수면에서 폭기되면서 토출공(121a)에 부착된 분진등의 이물질이 용이하게 탈락되도 함으로써 원할한 배기가 되도록 한다.

도 1 및 도 2는 종래 보일러를 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명 실시예의 펠릿 보일러를 나타낸 개략 사시도,
도 4는 도 3의 요부 종단면도,
도 5는 도 3의 요부 횡단면도,
도 6은 본 발명 펠릿 보일러의 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.

본 발명 실시예의 펠릿(pellet) 보일러는 기름 대체용인 연탄이나 장작과 같은 나무 등을 이용하기도 하고, 버려지는 폐목 등을 펠렛화하여 연료로서 사용한다.

본 발명 실시예의 펠릿 보일러(100)를 나타낸 도 3 내지 도 5를 참조하면, 이는 제1하우징(101)의 내측 상/하부에는 환상의 하부 수실(102)과 상부 증기실(103)을 일정 간격을 두고 배치되어 있고, 상기 하부 수실(102)과 상부 증기실(103)에 복수의 내측관(104)과 외측관(105)들이 동심원상으로 연결되어 있으며, 상기 내측관(104)의 내측에는 개구(107a)가 형성된 중공형의 제1전열관(107)이 설치되어 있다.

또한, 상기 제1하우징(101)의 하측에는 펠릿 투입구(90)가 형성되고, 상기 제1전열관(107)의 중공에 연소열을 공급하는 연소실(106)이 형성되어 있으며, 상기 제1하우징(101)의 상측에는 연소열이 배출되는 연도(108)가 형성되어있다.

상기 연소열은 개구(107a)를 통하여 상기 내/외측관(104)(105)를 가열시키고 연도(108)를 통하여 배출되며, 상부 증기실(103)에 형성된 증기는 증기 배출관(103a)을 통하여 배출되어 필요한 곳에 이용되어 진다.

한편, 상기 제1하우징(101)의 일측에는 상단부에 상기 연도(108)가 연결되는 통형의 제2하우징(111)이 구비되어 있다.

상기 제2하우징(111)의 하측에는 상기 연도(108)를 통한 연소열이 배출되는 배출관(118)이 형성되어 있다.

상기 제2하우징(111)의 내측 하부 위치는 상기 배출관(118)의 상측에 마련되며 외부의 제1공급관(116)으로부터 냉수가 공급되는 환형의 급수조(112)가 마련되어 있고, 상기 제2하우징(111)의 내측 상부에는 상기 급수조(112)와 대향되게 마련되는 환형의 공급조(113)가 마련되어 있으며, 상기 급수조(112)와 공급조(113)를 상호 연결하며 동심원상으로 배열되는 복수의 예열관(114)이 구비되어 있다.

또한, 상기 예열관(114)들의 내측에는 상단과 하단이 각각 상기 공급조(113)와 급수조(112)에 고정되며 상기 열기가 통과되는 개구(115a)가 형성된 중공형의 제2전열관(115)이 구비되어 있다.

상기 공급조(113)와 상기 하부 수실(102)은 제2공급관(117)이 연결되어서, 제2하우징(111)에서 예열된 급수가 하부 수실(102)로 공급되도록 되어 있다.

또한, 상기 배출관(118)에는 상기 제1,2하우징(101)(111) 내의 열기 및 분진을 흡입하여 배출시키는 흡입휀(119)이 연결되어 있다.

한편, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명 실시예의 펠릿 보일러(100)에는 상기 배출관(118)을 통하여 배출되는 열기를 냉각시키고 분진을 포집시키는 냉각수단이 구비되어 있다.

상기 냉각수단은 상부에 공간부(128)가 형성되도록 냉각수(125)가 저장되고 상기 공간부(128)의 일측에 배기관(122)이 형성된 냉각수조(120)와, 상기 배출관(118)의 단부에 결합되고 복수의 토출공(121a)이 형성되며 상기 냉각수(125)의 수면에 근접하여 상기 공간부(128)의 타측에 마련되는 확관된 노즐(121)과, 상기 노즐(121)과 배기관(122) 사이에 배치되고 냉각수조(120)의 내부 하면에 일정간격으로 고정되어 상단부가 상기 공간부(128)에 자유단으로 위치되는 복수의 하부격벽(123)과, 상기 각 하부격벽(123) 사이에 배치되어 냉각수조(120)의 내부 상면에 고정되고 하단부가 상기 공간부(128)에 자유단으로 되는 복수의 상부격벽(124)을 구비하여서, 상기 공간부(128)에 상기 상부격벽(124)과 하부격벽(123) 사이에 배기통로(129)가 형성된 구조를 가진다.

또한, 상기 냉각수조(120)에는 상기 제2하우징(111)내에서 발생되는 응축수가 응축수관(130)을 통하여 냉각수조(120)로 유입되도록 하여서, 응축수가 노즐(121)에 낙하되어 열기에 의해 가열된 노즐(121)이 냉각되도록 하였다.

또한, 상기 냉각수조(120)의 내부 하면에는 공기방울을 발생시키는 버블발생기(128)가 구비되어서, 발생된 공기방울이 냉각수면에서 포기되면서 상기 노즐(121)의 토출공(121a)에 부착된 펠릿이 연소된 재와 같은 분진등이 용이하게 탈락되도록 함으로써 원활한 배기가 되도록 하였다.

상술한 바와 같은 구성의 펠릿 보일러는 먼저 상기 제1공급관(116)으로부터 급수조(112), 예열관(114) 및 공급조(113)를 통하여 하부 수실(102)에 급수가 이루어지고, 하부 수실(102)을 채우고 난후 내측관(104) 및 외측관(105)의 대략 70%정도의 위치까지 급수가 이루어진다.

이후 펠릿의 연소열이 상승되면서 제1전열관(107)을 가열하고 개구(107a)를 통하여 상기 내측관(104)과 외측관(105)을 가열하며, 연소열은 상기 흡입휀(119)의 가동에 의해서 제1하우징(101)의 연소실로부터 연도(108)를 통하여 제2하우징(111)으로 유도된다.

연소열에 의해서 내측관(104) 및 외측관(105)내의 급수가 가열되고 상부 증증기(103)에 발생되는 증기는 증기 배출관(103a)을 통하여 배출되어 필요한 용도로 사용되어 진다.

한편, 내측관(104)과 외측관(105)을 가열하고 제1하우징(101)의 상부측에 형성된 연도(108)를 통하여 제2하우징(111)으로 유도된 연소열은 제2전열관(115) 및 예열관(114)을 가열하여 제1공급관(116)으로부터 공급된 급수를 예열시킨다.

예열된 급수는 공급조(113) 및 제2공급관(117)을 통하여 하부수실(102)로 공급됨으로써 열효율을 향상시킬 수 있게 한다.

한편, 냉수가 공급된 예열관(114)의 표면에는 제2하우징(111)으로 유도된 연소열에 의해서 응축수가 발생되며, 발생된 응축수는 응축수관(130)을 통하여 냉각수조(120)로 배출된다.

또한, 제2하우징(111)내의 연소열은 흡입휀(119)에 의해서 배출관(118)을 통하여 냉각수조(120)내의 노즐(121)을 통하여 배출되는데, 응축수는 노즐(121)의 표면에 낙하되어 연소열의 냉각에 보조적 역할을 한다.

상기 노즐(121)을 통하여 토출된 연소열은 냉각수의 표면에 접하면서 1차 냉각되고 배기통로(129)를 경유하면서 2차 냉각되어 배기관(122)을 통하여 냉각상태로 배기됨으로써 환경오염을 줄일 수 있게 한다.

특히, 노즐(121)의 각 토출공(121a)을 통하여 토출된 연소열 중에 포함된 분진등은 냉각수면에 포집되게 되며, 버블발생기(128)에서 발생된 공기방울이 냉각수면에서 폭기되면서 토출공(121a)에 부착된 분진등의 이물질이 용이하게 탈락되도 함으로써 원할한 배기가 되도록 한다.

100...펠릿 보일러 101...제1하우징
102...하부수실 103...상부 증기실
104...내측관 105...외측관
106...연소실 108...연도
111...제2하우징 112...급수조
113...공급조 114...예열관

Claims (5)

1. 제1하우징의 상/하에 환상의 하부 수실과 상부 증기실을 일정 간격을 두고 배치하고, 상기 하부 수실과 상부 증기실에 복수의 내측관과 외측관들이 동심원상으로 연결되고, 상기 내측관의 내측에 개구가 형성된 중공형의 제1전열관을 설치한 펠릿 보일러에 있어서,
   상기 제1하우징(101)의 하측에 상기 제1전열관(107)의 중공에 펠릿의 연소열을 공급하는 연소실(106)이 형성되고, 상기 제1하우징(101)의 상측에 상기 연소열이 배출되는 연도(108)가 형성되며,
   상측에 상기 연도(108)가 연결되고 하측에 상기 연소열이 배출되는 배출관(118)이 형성된 통형의 제2하우징(111)과,
   상기 제2하우징(111)의 내측 하부 위치에서 상기 배출관(118)의 상측에 마련되며 냉수가 공급되는 환형의 급수조(112)와,
   상기 급수조(112)에 냉수를 공급하는 제1공급관(116)과,
   상기 제2하우징(111)의 내측 상부에 상기 급수조(112)와 대향되게 마련되는 환형의 공급조(113)와,
   상기 급수조(112)와 공급조(113)를 상호 연결하며 동심원상으로 배열되는 복수의 예열관(114)과,
   상기 예열관(114)들의 내측에 배치되고 상단과 하단이 각각 상기 공급조(113)와 급수조(112)에 고정되며 열기가 통과되는 개구(115a)가 형성된 중공형의 제2전열관(115)과,
   상기 공급조(113)와 상기 하부 수실(102)을 연결하는 제2공급관(117)과,
   상기 배출관(118)에 연결되어 상기 제1,2하우징(101)(111) 내의 열기 및 분진을 흡입하여 배출시키는 흡입휀(119)과,
   상기 배출관(118)을 통하여 배출되는 열기를 냉각시키고 분진을 포집시키는 냉각수단을 구비하며,
   상기 냉각수단은 상부에 공간부(128)가 형성되도록 냉각수(125)가 저장되고 상기 공간부(128)의 일측에 배기관(122)이 형성된 냉각수조(120)와, 상기 배출관(118)의 단부에 결합되고 복수의 토출공(121a)이 형성되며 상기 냉각수(125)의 수면에 근접하여 상기 공간부(128)의 타측에 마련되는 확관된 노즐(121)과, 상기 노즐(121)과 배기관(122) 사이에 배치되고 냉각수조(120)의 내부 하면에 일정간격으로 고정되어 상단부가 상기 공간부(128)에 자유단으로 위치되는 복수의 하부격벽(123)과, 상기 각 하부격벽(123) 사이에 배치되어 냉각수조(120)의 내부 상면에 고정되고 하단부가 상기 공간부(128)에 자유단으로 되는 복수의 상부격벽(124)을 구비하여서, 상기 공간부(128)에 상기 상부격벽(124)과 하부격벽(123) 사이에 배기통로(129)가 형성되도록 하며,
   상기 제2하우징(111)의 하부에는 열교환시에 발생되는 응축수가 배출되는 응축수관(130)이 구비되고, 상기 응축수관(130)이 상기 냉각수조(120)에 연결되어서 응축수가 상기 노즐(121) 표면에 낙하되어 열기에 의해 가열된 노즐(121)이 냉각되도록 된 것을 특징으로 하는 펠릿 보일러.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각수조(120)의 내부 하면에 공기방울을 발생시키는 버블발생기(128)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 펠릿 보일러.

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